特高压输电线路运行维护技术的现状分析论文_包文堂

特高压输电线路运行维护技术的现状分析论文_包文堂

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摘要:本文主要从我国特高压输电线路结构入手,介绍运行时可能出现的故障,分析原因并给出运行维护的解决措施。

关键词:特高压;输电线路;运行维护

特高压输电线路是传输交流电压在1000kV,直流电压±800kV以上的线路。其主要作用是减少电能在传输途中的损耗,同时在架设电线塔时能节省土地。特高压输电是国家电网的重点建设项目,为我国经济建设提供强大的动力,因此,特高压输电线路的运行维护就显得极为重要。目前,随着特高压线路的长度不断增加,运行维护也遇到各种各样问题,分析问题形成原因,在实际中不断总结运维经验,对现阶段线路维护工作和后期完善特高压输电线路管理有着重要的现实意义。

1、架空特高压线路的运行维护特点

1.1特高压输电线路的总体特点

特高压输电线路不同于普通输电线路表现在四个方面。①杆塔结构不同,电气间隙较普通输电线路大,杆塔呼称高也远大于普通输电线路,并采用大量绝缘子以满足绝缘强度要求。同时,特高压输电线路的采用的导线应力强度是普通500kV线路导线的两倍,而杆塔结构强度是普通500kV线路杆塔的四倍。②导线结构不同,特高压输电线路和普通500kV输电线路使用的导线结构不同,一般采用八分裂方式。三角排列的杆塔中相导线和边导线的距离超过20m,子导线之间则是采用高强度的间隔棒来作为支撑防止子导线扭绞。③杆塔基础设计不同,特高压输电线路一般用于跨区远距离输电,途经地形形貌各异,地势有高有低,跨江河、翻山脉,所以建设过程很复杂,杆塔基础要求也各不相同。④绝缘强度要求不同,目前特高压输电线路大多采用专用高强度玻璃绝缘子以及复合绝缘子,绝缘性能要求高

2、特高压输电线路在运行方面的特征

2.1周围环境的特点

特高压输电线路途经多地自然环境复杂多变容易受周围环境影响从而发生倒塔断线倾斜等故障给电能输送造成很多不安全不稳定的因素

2.2故障特点

(1)雷击故障特点:特高压线路的结构特点导致其遭雷击的概率也会增加,因此防雷也是特高压线路故障防治的重点之一。由于特高压线路的本身绝缘水平很高,雷击避雷线或塔顶而发生反击闪络的可能性较低,但特高压线路杆塔高度大,相导线电压高,具有一定的迎雷特性,使得雷云绕过避雷线,直击导线的概率将显著增加。

(2)污闪特点:污闪故障。近年来,我国很多地区都爆发雾霾天气,在我国新疆、内蒙古地区还经常爆发沙尘暴,这些恶劣的自然环境,给特高压线路带来了严重的污闪问题。遇到极寒天气,这些污闪多发区还有可能爆发冰闪灾害,因此在污闪问题频发地区,施工时要采用大吨位、高强度的绝缘子,并定期做好导线清扫工作。

(3)振动和风偏故障:特高压输电线路塔距远、分裂数多、挂点高,这些特点在大风天气时,却成了导致导线剧烈振动的最大“帮凶”。因此在常规的线路铺设时,要安装性能良好的减振阻尼间隔棒。超高度的杆塔和超长的绝缘子串,致使导线在遇到大风时发生风偏事故概率大大增加。特别是“Ⅰ”型绝缘子串,其特点是串长长,重量轻,极易发生风偏故障。因此,途径强风区的线路要注意添加防风偏设计,可以适当采用“V”型绝缘子串,在过轻绝缘子下添加重锤。

(4)覆冰特点我国目前投运的特高压线路大多经过重冰区由于其结构特点导线截面较大导线分裂数较多,覆冰重量也会较大,因此,覆冰超载事故、不均匀覆冰及不同期脱冰事故容易发生。特别是脱冰引起较大幅度的跳跃,对特高压线路的影响更为严重。

3、事故预防措施的研究现状

3.1防雷措施

针对特高压线路的结构特点,运行特高压线路防雷的重点为防绕击亦即从降低架空地线保护角着手保证架空线路的低绕击率。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采用酒杯塔、负保护角,并考虑加装第3根地线的防雷设计;在平原地区对地面倾斜角小于20°的路段采用地线保护角小于4°猫头塔对地面倾斜角大于20°山区采用地线保护角小于-2°酒杯塔.

3.2防污措施

按照国家电网公司“绝缘到位,留有裕度“的防污设计原则,目前特高压线路防污闪事故措施主要是从设计上通过增加绝缘子串长,提高泄漏距离来提高耐污闪的能力;在污秽严重地区采用大吨位、高强度的合成绝缘子加强污区图的制定与修订根据实际情况使用防污闪涂料、开展带电清扫技术的研究与应用等综合措施;开发在线监测系统,实时掌握线路的污秽情况,及时进行绝缘子清扫等防污闪措施。

3.3防风偏措施

针对特高压线路绝缘子串长易发生风偏故障的特点。目前主要从设计上根据实际的微气象环境条件合理提高局部风偏设计标准。对事故多发地区的线路空气间隙适当增加裕度;在可能引发强风的微地形地区合理采用V型串对运行中易产生风偏故障区域的绝缘子下方加装重锤研制特高压直流线路塔上气象参数和风偏参数的在线监测系统适时监测塔上风速及风向雨量导线风偏运行轨迹、风偏角、导线与杆塔间的风偏间隙等措施。

3.4防覆冰措施

按照国网公司重冰区设计要求,遵循“避”、“抗”、“融”、“改”、“防”五字方针。在特高压输电线路的设计中,根据线路所经过地区的特点进行了冰重冰区线路着重根据导线脱冰跳跃影响方面进行了导线的布置方式、杆塔选型、档距配置等方面的研究和设计。在现有防除冰技术研究的基础上加大了除区的划分;对无法避免线路经过重冰区的情况下,对重冰区线路着重根据导线脱冰跳跃影响方面进行了导线的布置方式、杆塔选型、档距配置等方面的研究和设计在现有防除冰技术研究的基础上加大了除冰技术、融冰方法的研究与试验,进行了覆冰在线监测系统的开发与研制。

4、目前特高压输电线路维护技术现状

4.1无人机巡检

随着国家经济实力发展,输电线路的巡视装备也得到了极大发展无人机巡检方面通过在无人机上安装摄像头红外测温仪等仪器,达到快速便捷的巡检目的,也节省了人力资源的投入提高了工作效率无人机发现线路状态异常也能快速反馈和安排专业人员进行修复。

4.2智能化检测技术

上面我们谈到了三种自然灾害的发生会对特高压线路产生影响,为了能够监测到这些自然条件带来的影响,我国已经研发出了一系列的监测技术,比如气象方面的覆冰在线监测装置、防山火在线监测系统、视频在线监测系统等方面,这些技术综合起来就形成了一个庞大的系统,能够全方面的提供在线显示和智能判断,在输电线路运维过程中,新的监测技术带来了诸多便利。

4.3带电作业

我国在特高压输电线路绝缘材料方面取得了很大突破,极大地保证了特高压线路的安全可靠运行但在高海拔等环境下的带电作业在仍存在难点特别是特高压线路带电作业专用工器具的研发速度较慢、产品较少,给特高压线路带电作业带来诸多不便在这方面还需要进一步加大投入。

5、结语

特高压输电对我国经济发展有着重要的影响,保障输电正常,科学维护输电线路十分必要。我国在特高压输电领域研究取得一定成绩,但是仍有着许多实际难题需要解决。输电单位加强和相关科研机构,高校合作,提升运行维护能力将是后期特高压输电线路快速发展的关键。

参考文献

[1]高嵩,刘洋,路永玲,崔艳东.交流特高压输电线路运行维护现状综述[J].江苏电机工程,2014.

[2])董朝军特高压输电线路运行管理的浅谈工程技术。2014

[3]王世杰,汤强,康凯.特高压输电线路绕击率的分析计算。电力学报。2010.

[4]余斌.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业[J].低碳世界.2015.

[5]张子鑫.特高压交流输电线路的运行维护与带电作业研究[J].经济管理:全文版,2016.

论文作者:包文堂

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/10/16

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